Elektrikli Balık Genomları Evrimin Kendini Nasıl Tekrarladığını Gösteriyor

bulanık boyunca Amazon Nehri’nin dibinde, elektrikli yılan balığı adı verilen yılan gibi balıklar, dikkatsiz kurbağalar veya diğer küçük avlar için kasvetli bölgeyi tarar. Biri yüzerken, balık onu sersemletmek veya öldürmek için 600 voltluk iki elektrik darbesi salıyor. Bu yüksek voltajlı avlanma taktiği ayırt edicidir, ancak bir avuç başka balık türü de elektrik kullanır: Çamurlu, yavaş akan sularda gezinirken ve türlerinden başkalarıyla mors alfabesine benzer hafif şoklarla iletişim kurarken daha düşük voltajlar üretir ve algılarlar. .

Normalde, birkaç tür, elektrik üretmek gibi olağandışı bir yeteneği paylaşıyorsa, bunun nedeni yakından ilişkili olmalarıdır. Ancak Güney Amerika ve Afrika nehirlerindeki elektrikli balıklar altı farklı taksonomik gruba yayılıyor ve bunların ötesinde elektrikli balıkların diğer üç denizel soyu var. Charles Darwin bile onların hem elektriksel yeteneklerinin yeniliği hem de bunların garip taksonomik ve coğrafi dağılımları üzerinde derin derin düşündü. Üzerinde Türlerin Kökeni, yazı“Bu harika organların hangi adımlarla üretildiğini anlamak imkansız” – sadece bir kez değil, defalarca.

A son kağıt yayınlanan Bilim Gelişmeleri bu evrimsel gizemi çözmeye yardımcı olur. “Çoğu biyologun yaptığı gibi, gerçekten sadece Darwin’i takip ediyoruz” dedi. Harold ZakonAustin, Texas Üniversitesi’nde bütünleştirici bir biyolog ve çalışmanın eş-kıdemli yazarı. Teksas’taki ekibi ve Michigan Eyalet Üniversitesi’ndeki meslektaşları, genomik ipuçlarını bir araya getirerek, yaklaşık 120 milyon yıllık evrim ve 1.600 mil okyanusla ayrılmış elektrikli balık soylarında çarpıcı biçimde benzer elektrik organlarının nasıl ortaya çıktığını ortaya çıkardı. Görünen o ki, bir elektrikli organı geliştirmenin birden fazla yolu var, ancak doğanın geri dönmek için bazı favori hileleri var.

Zakon’un grubunun incelediği Güney Amerika ve Afrika balıkları, zaplarını vücutlarının büyük bir kısmına uzanan özel elektrik organlarından alıyorlar. Organlardaki elektrositler adı verilen modifiye edilmiş kas hücreleri, sodyum iyonu gradyanları oluşturur. Elektrositlerin zarlarındaki sodyum kapısı proteinleri açıldığında, bu bir akım patlaması üretir. Zakon, “Bu, hayal edebileceğiniz en basit sinyalle ilgili” dedi.

Kasta, bu elektrik sinyalleri hareketler için kasılmalarına yardımcı olmak için hücreler arasında ve içinden akar, ancak elektrik organlarında voltaj dışa doğru yönlendirilir. Her şokun gücü, aynı anda kaç elektrosit ateşlediğine bağlıdır. Elektrikli balıkların çoğu bir seferde yalnızca birkaç ateş eder, ancak elektrikli yılan balıkları alışılmadık derecede yüksek sayıda elektrik hücresi içerdiğinden, küçük avları öldürecek kadar güçlü voltajlar açığa çıkarabilirler.

Yeni çalışmada, Zakon, eski araştırma teknisyeni Sarah LaPotin (şimdi doktora adayı Utah Üniversitesi’nde) ve diğer meslektaşları, balıkların genomik tarihini izleyerek bu elektrik organlarının evriminin önemli bir yönünü yeniden yapılandırdılar.

320 milyon ila 400 milyon yıl önce, teleost olarak sınıflandırılan tüm balıkların atalarının, tüm genomunu kopyalayan nadir bir genetik kazadan sağ çıkmasıyla başladı. Tüm genom kopyaları genellikle omurgalılar için ölümcüldür. Ancak genomdaki her şeyin gereksiz kopyalarını oluşturdukları için, kopyalar daha önce kullanılmayan genetik olasılıkları da açabilir. “Birdenbire, yeni bir gen yerine yepyeni bir yol oluşturma kapasiteniz var” dedi. Gavin ConantNorth Carolina State Üniversitesi’nde çalışmaya katılmamış bir sistem biyoloğu olan Dr.

Austin, Texas Üniversitesi’nde bütünleştirici bir biyolog olan Harold Zakon, elektrikli balık evrimi üzerine yapılan yeni araştırmanın liderlerinden biriydi. “Çoğu biyologun yaptığı gibi, gerçekten sadece Darwin’i takip ediyoruz” dedi.Fotoğraf: Lynne McAnelly/Quanta Magazine

Leave a Comment

Your email address will not be published.